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Volume 23, Issue 3, Mar 2002

    CONTENTS

  • 硅集成电路光刻技术的发展与挑战

    王阳元, 康晋锋

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 225

    Abstract PDF

    从微电子集成电路技术发展的趋势 ,介绍了集成电路技术发展对光刻曝光技术的需求 ,综述了当前主流的DU V光学曝光技术和新一代曝光技术中的 15 7nm光学曝光、13nm EUV曝光、电子束曝光、X射线曝光、离子束曝光和纳米印制光刻技术的发展状况及所面临的技术挑战 .同时 ,对光学曝光技术中采用的各种分辨率增强技术如偏轴照明 (OAI)、光学邻近效应校正 (OPC)、移相掩膜 (PSM)、硅片表面的平整化、光刻胶修剪 (resist trimm ing)、抗反射功能和表面感光后的多层光刻胶等技术的原理进行了介绍 ,并对不同技术时代可能采用的曝光技术作了展望性的评述

  • 磁控共溅射GaAs/SiO_2细小纳米颗粒镶嵌材料的结构和非线性光学性质(英文)

    丁瑞钦, 王浩, 佘卫龙, 丘志仁, 罗莉

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 238

    Abstract PDF

    应用磁控共溅射技术和后退火方法制备了 Ga As/ Si O2 纳米颗粒镶嵌薄膜 ,并分别应用原子力显微镜、X射线衍射和卢瑟福背散射实验来观测薄膜的形貌、相结构和化学组分 .结果表明 Ga As纳米颗粒的平均直径很小 (约为1.5~ 3.2 nm) ,且均匀地分布于 Si O2 之中 ,薄膜中的 Ga As和 Si O2 组分都符合化学计量关系 .应用脉冲激光高斯光束对薄膜的光学非线性进行了 Z扫描测试和分析 .结果表明 ,薄膜的三阶光学非线性折射率系数和非线性吸收系数都由于量子限制效应而大大地增强 ,在非共振条件下 ,它们分别约为 4× 10 - 1 2 m2 / W和 2× 10 - 5m/ W,在准共振

  • 硅单电子晶体管的制造及特性(英文)

    卢刚, 陈治明, 王建农, 葛惟昆

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 246

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    报道了采用电子束光刻、反应离子刻蚀及热氧化等工艺 ,在 p型 SIMOX(separation by implanted oxygen)硅片上成功制造的一种单电子晶体管 .特别是 ,提供了一种制造量子线和量子点的工艺方法 ,在器件的电流 -电压特性上观测到明显的库仑阻塞效应和单电子隧穿效应 .器件的总电容约为 9.16 a F.在 77K工作温度下 ,也观测到明显的电流 -电压振荡特性

  • VDMOS场效应晶体管电路模型的构造及参数提取(英文)

    赖柯吉, 张莉, 田立林

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 251

    Abstract PDF

    从 VDMOS的物理结构出发建立子电路模型 ,进而导出描述其交直流特性的参数及模型公式 .相对以往文献的结果 ,该模型避免了过多工艺参数的引入 ,同时对子电路进行了有效的简化 .在参数提取软件中的加载结果表明 ,该模型结构简单 ,运算速度快 ,物理概念清晰 ,拟合曲线与测试数据符合精度高 (直流误差 5 %以内 ,交流误差10 %以内 ) ,适于在电路模拟及参数提取软件中应用

  • 一种基于灵敏放大器的新型触发器及其通过伪PMOS动态技术的速度改进(英文)

    池保勇, 石秉学

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 257

    Abstract PDF

    提出了一种基于灵敏放大器的新型触发器 .和其它触发器相比 ,该触发器在近似相等的功耗下能以更快的速度工作 ,并且其所需要的 MOS管少 ,芯片占用的面积也少 .这种触发器消除了“假信号”问题 ,通过使用伪 PMOS动态技术 ,它的速度可以得到进一步的提高

  • 新型高精度低功耗电荷传输型匹配单元电路(英文)

    余宁梅, 杨安, 高勇, 陈治明

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 261

    Abstract PDF

    提出了一种新型电荷传输型电路 .电路由 MOS管及电容组成 ,在计算相关量的匹配度时 ,先计算出相关量的差值 ,然后将此差值放大 ,使电路的计算精度提高 .采用电荷传输型电路的方式 ,大大降低了电路的功耗 .同时 ,此电路还具有 MOS管阈值偏差自动修正功能 ,最大限度降低了制造工艺带来的误差 .1.5μm双层多晶硅双层铝布线标准 CMOS工艺所投样片的测试结果表明 ,工作频率为 5 0 Hz时 ,功耗仅为 12μW.

  • SiO_2膜的薄层化对自组织生长Si纳米量子点发光特性的影响

    彭英才, 竹内耕平, 稻毛信弥, 宫崎诚一

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 267

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    采用低压化学气相沉积方法 ,依靠纯 Si H4 气体的热分解反应 ,在 Si O2 表面上自组织生长了 Si纳米量子点 .实验研究了 Si O2 膜的薄层化对 Si纳米量子点光致发光特性的影响 .结果表明 ,当 Si O2 膜厚度减薄至 6 nm以下时 ,Si纳米量子点中的光生载流子会量子隧穿超薄 Si O2 层 ,并逃逸到单晶 Si衬底中去 ,从而减少了光生载流子通过Si O2 / Si纳米量子点界面区域内发光中心的辐射复合效率 ,致使光致发光强度明显减弱 .测试温度的变化对 Si纳米量子点光致发光特性的影响 ,则源自于光生载流子通过 Si O2 / Si纳米量子点界面区域附近非发光中心的非辐射复合

  • 电化学脉冲腐蚀法制备窄峰发射的多孔硅微腔

    徐少辉, 熊祖洪, 顾岚岚, 柳毅, 丁训民, 侯晓远

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 272

    Abstract PDF

    用电化学脉冲腐蚀方法制备了多孔硅微腔 ,讨论了脉冲电化学腐蚀的参数——周期、占空比对多孔硅多层膜制备的影响 ,并用了以 HF酸扩散为基础的多孔硅动态腐蚀机理对实验结果进行解释 ,认为在用电化学脉冲腐蚀法制备多孔硅微腔的过程中 ,不但要考虑到 HF酸对硅的纵向电流腐蚀 ,也要考虑到 HF酸对多孔硅硅柱的横向浸泡腐蚀 .可通过选取合适的周期、占空比 ,使二者对多孔硅的作用达到适中 ,以制备出高质量的多孔硅多层膜和微腔 .并用正交实验法优化了制备多孔硅微腔的参数 ,根据优化的实验参数 ,制备出了发光峰半峰宽为 6 nm的多孔硅微腔

  • 含磷组分薄膜对InGaAsP/InP多量子阱无序处理的影响

    王永晨, 张晓丹, 赵杰, 殷景志, 杨树人, 张淑云

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 276

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    报道了采用不同的电介质薄膜 Si O2 、Si Ox Ny、Si3N4 和 Si Ox Py Nz 及其组合用于 In Ga As P/In P多量子阱材料的包封源 .在高纯氮气保护下经 85 0℃、7s的快速退火处理 ,结果发现 :含磷组分 Si Ox Py Nz 电介质薄膜包封下的 In-Ga As P/In P量子阱带隙展宽十分显著 ,高达 2 2 4 me V ,PL谱峰值波长蓝移 342 nm ,半宽较窄仅为 2 5 nm ,说明量子阱性能保持十分良好 ,并对此现象的成因做了初步分析

  • 用ECRCVD法制备的纳米碳化硅薄膜及其室温下的强光发射

    余明斌, 杨安, 余宁梅, 马剑平

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 280

    Abstract PDF

    用电子回旋共振化学气相沉积 (ECRCVD)方法制备了纳米碳化硅薄膜 .实验中发现 :在高氢稀释反应气体和高微波功率条件下 ,可以得到结构上具有纳米碳化硅晶粒镶嵌在碳化硅无序网络中的薄膜 .用高分辩透射电子显微镜、傅里叶红外吸收谱、Ram an散射和 X射线光电子谱等分析手段对薄膜的结构进行了分析 .在室温条件下 ,薄膜能够发出强烈的短波长可见光 ,发光峰位于能量为 2 .6 4 e V处 .瞬态光谱研究表明样品的光致发光寿命为纳秒数量级 ,表现出直接跃迁复合的特征 .这种材料有希望在大面积平面显示器件中得到应用

  • 高温退火非掺杂磷化铟制备半绝缘材料(英文)

    赵有文, 董宏伟, 焦景华, 赵建群, 林兰英, 孙聂枫, 孙同年

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 285

    Abstract PDF

    对液封直拉 (L EC)非掺磷化铟 (In P)进行 930℃ 80 h的退火可重复制备直径为 5 0和 75 mm的半绝缘 (SI)衬底 .退火是在密封的石英管内纯磷 (PP)或磷化铁 (IP)两种气氛下进行的 .测试结果表明 IP- SI In P衬底具有很好的电学性质和均匀性 ,而 PP- SI的均匀性和电学参数都很差 .在 IP- SI样品的 PL谱中出现与深缺陷有关的荧光峰 .光激电流谱的测量结果表明 :在 IP气氛下退火获得的半绝缘磷化铟中的缺陷明显比 PP- SI磷化铟的要少 .并对退火后磷化铟中形成缺陷的机理进行了探讨

  • 开态热载流子应力下的n-MOSFETs的氧化层厚度效应(英文)

    胡靖, 穆甫臣, 许铭真, 谭长华

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 290

    Abstract PDF

    在最大衬底电流条件下 (Vg=Vd/ 2 ) ,研究了不同氧化层厚度的表面沟道 n- MOSFETs在热载流子应力下的退化 .结果表明 ,Hu的寿命预测模型的两个关键参数 m与 n氧化层厚度有着密切关系 .此外 ,和有着线性关系 ,尽管不同的氧化层厚度会引起不同的模型参数 ,但是如果对于不同厚度的氧化层 ,采用不同的 m与 n,Hu的模型仍然成立 .在这个结果的基础上 ,Hu的寿命预测模型能用于更薄的氧化层

  • 复合栅控二极管新技术提取热载流子诱生的NMOS/SOI器件界面陷阱的横向分布

    何进, 张兴, 黄如, 王阳元

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 296

    Abstract PDF

    提出了用复合栅控二极管新技术提取 MOS/ SOI器件界面陷阱沿沟道横向分布的原理 ,给出了具体的测试步骤和方法 .在此基础上 ,对具有体接触的 NMOS/ SOI器件进行了具体的测试和分析 ,给出了不同的累积应力时间下的界面陷阱沿沟道方向的横向分布 .结果表明 :随累积应力时间的增加 ,不仅漏端边界的界面陷阱峰值上升 ,而且沿沟道方向 ,界面陷阱从漏端不断向源端增生

  • 应用于非破坏性读出铁电存储器的MFIS FET制备及其特性

    颜雷, 林殷茵, 汤庭鳌, 黄维宁, 姜国宝

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 301

    Abstract PDF

    将 Zr O2 和 PZT的 sol- gel薄膜制备技术应用到非破坏性读出铁电存储器中 ,制作出应用 Al/ PZT/ Zr O2 / p- Si结构的 MFIS电容和单管 MFIS FET,研究了 MFIS电容的界面和存储窗口特性 ,结果表明 Zr O2 介质阻挡层和 Si衬底以及 PZT的附着良好 ,在± 5 V测试电压、1MHz测试频率下 ,存储窗口电压为 2 .6 V左右 ,与相应的铁电薄膜的正、负矫顽电压差值的比为 0 .8.对于宽长比为 5 0 0μm / 5 0μm器件 ,采用栅极与源极、漏极写入方式 ,± 10 V时在写入电压下得到理想的输入 -输出特性 ;小尺寸的 4 0μm/ 8μm器件在± 5 V写入电压下特性较好

  • 新型双环路电流型压控振荡器

    王钊, 刘飞, 吉利久

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 305

    Abstract PDF

    基于电流环振结构 ,同时应用了负延迟前接机制 ,实现了一种新型的双环路电流型压控振荡器结构 ,不仅提高了压控振荡器的振荡频率 ,而且也优化了噪声特性 .设计采用 1.2μm上海贝岭 Bsim CMOS工艺参数 ,利用 Ca-dence Spectre工具仿真 .仿真结果表明 ,新结构与其他结构相比在频率特性上有近 2 0 0 MHz的提高 ,噪声特性方面则有明显改进 ,偏移中心频率 10 0 k Hz处的相位噪声为 - 75 dbc/ Hz

  • CeO_2-TiO_2复合氧化物的气敏催化性能

    傅军, 何平, 董名友

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 311

    Abstract PDF

    采用溶胶 -凝胶法制备 Ce O2 - Ti O2 复合氧化物催化剂 ,取代贵金属催化剂在不同工艺下制备气敏催化元件 ,研究在 C4 H1 0 气氛中催化剂浓度和制备工艺对气敏催化性能的影响 .结果表明 ,Ce O2 - Ti O2 复合氧化剂具有气敏催化活性 ,用它制作的催化元件的灵敏度与催化剂浓度、载体焙烧温度及表面改性等因素有关 .选择最佳制备条件 ,其灵敏度相当于贵金属催化剂的灵敏度 ,同时具有良好的抗毒性

  • 硅片缺陷粒径分布参数的提取方法

    郝跃, 陆勇, 赵天绪, 马佩军

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 315

    Abstract PDF

    利用电学测量方法 ,给出了在集成电路制造过程中 ,影响光刻工艺的各种颗粒尘埃 (缺陷 )的粒径分布参数提取方法 .首先基于双桥微电子测试结构 ,通过具体制造工艺得到数据 ,然后处理得到故障的粒径分布 .再利用缺陷与故障之间的关系 ,进一步推导出缺陷粒径分布的参数 .结果表明该方法适合于不同的缺陷粒径分布模型 ,而且得到的参数可以用于集成电路成品率预测

  • 集成电路工艺模拟中的离子注入设备模型研究

    李煜, 李瑞伟, 王纪民

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 319

    Abstract PDF

    以离子注入工艺为例 ,通过研究沟道效应对离子注入工艺的影响 ,提出了建立设备模型的必要性 ,并进行了离子注入设备模型的初步研究

  • 深亚微米隔离技术——浅沟槽隔离工艺

    王新柱, 徐秋霞, 钱鹤, 申作成, 欧文

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 323

    Abstract PDF

    研究了浅沟槽隔离 (STI)工艺的各主要工艺步骤 :沟槽的形成、沟槽顶角的圆滑、沟槽填充以及化学机械抛光平坦化 .使用器件模拟软件 Medici和 Davinci分析了 STI结构的隔离性能以及沟槽隔离 MOSFET的 Kink效应和反窄宽度效应

  • 基于遗传算法的VLSI布图规划方法

    王小港, 姚林声, 甘骏人

    Chin. J. Semicond.  2002, 23(3): 330

    Abstract PDF

    提出了一种有效的基于遗传算法的 VL SI布图规划方法 .在染色体的表达中 ,对软模块不同形状和硬模块的布局方向进行了编码 ,并设计了有效的启发式解码方法进行解码 .测试结果表明 ,该算法比已有算法得到了更优的结果

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